脉冲微分混沌系统动力学数值模拟与分析

由于脉冲微分混沌系统具有复杂的性态,在理论分析时具有一定的难度,而数值分析在一定程度上可以提供一些指导,所以数值模拟方法成为脉冲微分混沌系统研究的重要手段.该文设计了脉冲微分混沌系统的动力学分析算法,并将数值解以可视化的形式展现,绘制出方程组解的相图、分岔图、Poincaré截面.以具有Holling type-II功...     

粘弹性传动带的分岔特性和混沌振动分析

研究了粘弹性传动带横向振动的分岔特性和混沌动力学行为．将传动带视为沿轴向运动的抗弯刚度较 小的粘弹性梁模型,同时考虑变形的几何非线性和材料的非线性因素,运用弹性力学方法建立了其横向振动 的偏微分方程,利用 Galerkin 方法得到了时空坐标解耦的二阶非线性动力学方程,重点探讨了带速波动对系统 动态特性的影响．采用数值方法对系统的运动响应进行仿真,分岔图和 Poincaré图表明：随着平均带速和波动 幅值的变化,系统出现周期振动和混沌振动,倍周期分岔是产生混沌振动的途径．     

高维网机系统失稳振荡的分岔研究

应用机电耦联动力学理论和电路理论,建立了统一的发电机组并网发电的数学模型．该模型为27维非线性微分动力系统,包括机械扭振方程、同步发电机瞬变过程基本方程、原动机力矩分配及调速控制方程、励磁调节控制方程和并网线路串补电容方程5大部分．本文选择线路串补电容的容抗、线路电阻作为分岔参数,计算并得到了失稳参数区域图．对满足两对纯虚特征值的参数点,利用中心流形定理对原系统方程做了降维．再利用多参数稳定性理论及归一化技术,对约化方程进行求解,得到了分岔方程．由此得到分岔参数图、4个参数区的动力学特性,并得到了数值验证．     

三自由度齿轮传动系统的分岔与混沌研究

为研究齿轮传动系统中齿侧间隙等非线性因素对系统振动特性的影响,综合考虑齿侧间隙、时变啮合刚度、综合啮合误差和轴承纵向响应,建立了三自由度单级直齿轮副传动系统的扭转振动非线性动力学模型;采用变步长4-5阶Runge-kutta法,对系统运动的状态方程进行了数值求解;并构建了系统的Poincaré截面,得到了系统的分岔图。结合系统最大Lyapunov指数谱、Poincaré映射图及FFT频谱图,分析了系统在激励频率变化时的动力学特性,发现系统在不同激励频率下会发生Hopf分岔、鞍结分岔及倍化分岔,给出了系统的分岔值,分别得到了系统经Hopf分岔和鞍结分岔通向混沌运动的两种过程。     

基于Stribeck模型的自激系统分岔混沌特性研究

为了能够深入研究摩擦自激振动系统的振动-摩擦耦合动力学特性,建立基于Stribeck摩擦模型的质体 弹簧-带摩擦自激振动系统非线性动力学模型,利用数值仿真,研究自激振动系统在不同系统阻尼系数条件下,不同外部激励振幅和激励频率分别对自激振动系统分岔与混沌特性的影响。结果表明,当激励频率不变,无量纲激励振幅在0～1.5区间,系统持续准周期运动的时间随阻尼系数的增加而逐渐增长。振幅在10～11区间阻尼系数相对较小时,系统除倍周期分岔外还存在Hopf分岔;在阻尼系数相对较大时,系统为倍周期分岔。激励振幅不变,激励频率接近于派生系统固有频率时,为单周期同步振动;激励频率向大于派生系统固有频率方向变化时,为准周期运动;激励频率向小于派生系统固有频率方向变化时,为混沌运动。     

三自由度含间隙塑性碰撞振动系统的分岔与混沌

研究了一类三自由度含间隙双边塑性碰撞振动的模型的分岔和混沌运动。建立其Poincaré映射,通过数值仿真和解析解结合的方法揭示了系统通过倍化分岔、Hopf分岔和概周期通向混沌的道路,分析了系统在分岔点附近的复杂的动力学行为。     

一类单边刚性碰撞系统的分岔与混沌控制

研究了一类单自由度刚性碰撞系统的分岔和混沌运动。建立系统周期运动的Poincaré映射,通过数值仿真揭示了系统通过倍化分岔通向混沌的道路和系统的周期运动、混沌运动。最后运用外加恒定载荷控制方法对系统的混沌运动进行了有效的控制,使系统达到不同的周期轨道。     

Bifurcation and chaos analysis of nonlinear rotor system with axial-grooved gas-lubricated journal bearing support

Axial-grooved gas-lubricated journal bearings have been widely applied to precision instrument due to their high accuracy, low friction, low noise and high stability. The rotor system with axial-grooved gas-lubricated journal bearing support is a typical nonlinear dynamic system. The nonlinear analysis measures have to be adopted to analyze the behaviors of the axial-grooved gas-lubricated journal bearing-rotor nonlinear system as the linear analysis measures fail. The bifurcation and chaos of nonlinear rotor system with three axial-grooved gas-lubricated journal bearing support are investigated by nonlinear dynamics theory. A time-dependent mathematical model is established to describe the pressure distribution in the axial-grooved compressible gas-lubricated journal bearing. The time-dependent compressible gas-lubricated Reynolds equation is solved by the differential transformation method. The gyroscopic effect of the rotor supported by gas-lubricated journal bearing with three axial grooves is taken into consideration in the model of the system, and the dynamic equation of motion is calculated by the modified Wilson-0-based method. To analyze the unbalanced responses of the rotor system supported by finite length gas-lubricated journal bearings, such as bifurcation and chaos, the bifurcation diagram, the orbit diagram, the Poincar6 map, the time series and the frequency spectrum are employed. The numerical results reveal that the nonlinear gas film forces have a significant influence on the stability of rotor system and there are the rich nonlinear phenomena, such as the periodic, period-doubling, quasi-periodic, period-4 and chaotic motion, and so on. The proposed models and numerical results can provide a theoretical direction to the design of axial-grooved gas-lubricated journal bearing-rotor system.     

高维复杂碰撞振动系统的分岔与混沌演化

建立了一类三自由度对碰振动系统的力学模型,推导了系统周期运动的解析解及Poincaré映射。基于六维Poincaré映射方法研究了系统的Hopf分岔和Hopf-flip余维二分岔及由环面倍化和概周期通向混沌的过程。在Hopf-flip余维二分岔中先发生倍化分岔,后发生Hopf分岔,展现了Hopf-flip余维二分岔复杂的动力学行为。该系统分岔与混沌行为的研究为工程实际中含间隙对碰机械系统的优化设计提供了理论依据。     

电压稳定极限曲面法向量在无功补偿选址中的应用

合理地选择无功补偿装置的安装地点对于提高电力系统电压稳定性有重要意义。针对传统的失稳模式参与因子选址方法的局限性,提出了一种基于节点注入功率空间中电压稳定极限曲面的法向量指标用于无功补偿选址,并通过理论分析证明了法向量指标指导无功补偿的合理性。对IEEE39节点系统测试结果表明,与传统方法相比,法向量指标可以处理鞍结分岔和极限诱导分岔两类电压稳定临界点情况下的无功补偿选址,具有更大的适用范围。